CLASE 02: CRITERIOS DE DISEO DE CANALES ABIERTOS2.1 CAUDAL Y CONTINUIDAD:Q = V/t; Q = [L3 / T]Ecuacin de continuidad: Q = A 1V1 = A2v2 = ....2.2 CARACTERSTICAS GEOMTRICAS DE LA SECCIN TRANSVERSAL DE UN FLUJO CON SUPERFICIE LIBRE mojada, A.-Permetro mojado, P.-Radio hidrulico, R; R = A / P.-Ancho superficial, T.-Profundidad hidrulica, D; D = A/ T2.3. FACTORES DE SECCIN.-Factor de seccin crtico (Zc): Zc = (A^3 / T) ^0.5.-Factor de seccin normal (Zn): Zn = A R^ 2/3. 2.4 Ecuacin de Bernoulli en conducciones abiertas. Representacin grfica.H1 = V1^2/ 2g + y1 + z1 = V2^2/ 2g + y2 + z2 + hf 1-2 = V3^2/ 2g + y3 + z3 + hf 1-3 2.5 CLASIFICACIN DEL FLUJO LIBRE.Clasificacin del flujo: -Uniforme (I) (calado o tirante y velocidad constantes)Variado (calado y velocidad variables)*****Gradualmente variado (II)*****Rpidamente variado (III) 2.5 Nmero de FroudeF = v/ (g*y)^0,5Clasificacin:-Flujo Subcrtico o tranquilo (F < 1)-flujo Supercrtico o rpido (F > 1)- Crtico : (F = 1)2.6 SECCIN DE CONTROL DEL FLUJO.Es aquella seccin en la que se conoce la relacin entre el calado (tirante) del flujo, o de alguna variable que permite obtenerlo, y el caudal.2.7 CALADO (TIRANTE ) CRTICO:CARACTERSTICAS DE LA SECCIN DE CALADO CRTICO: F = 1 El valor del calado crtico (yc) es independiente de la pendiente de fondo del canal. Es decir, es una propiedad de la seccin transversal, del caudal y de la aceleracin de la gravedad.2.8 CALADO (TIRANTE) NORMAL:La pendiente de la rasante de prdidas de carga segn Manning-Strickler:2.9. EL RESALTO HIDRAULICOEl resalto o salto hidrulico es un fenmeno local, que se presenta en el fluj el cual va siempre acompaado por un aumento sbito del tirante y una prdida de energa bastante considerable (disipada principalmente como calor), en un tramo relativamente corto. Ocurre en el paso brusco de rgimen supercrtico (rpido) a rgimen subcrtico (lento), es decir, en el resalto hidrulico el tirante, en un corto tramo, cambia de un valor inferior al crtico a otro superior a este. Generalmente, el resalto se forma cuando en una corriente rpida existe algn obsio brusco de pendiente. Esto sucede al pie de estructuras hidrulicas tales como vertederos de demasas, rpidas, salidas de compuertas con descarga por el fondo, etc.2.10 ELEMENTOS DEL RESALTO HIDRAULICOLa diferencia: y2 y1 es la altura del resalto y L su longitud; existen muchos criterios para encontrar este ltimo valor.E1 es la energa especfica antes del resalto y E2 la que posee la corriente despus de el. Se observa que en (2) la energa especfica es menor que en (1) debido a las fuertes prdidas de energa til que el fenmeno ocasiona; esta prdida se represeAdems de su mrito como disipador natural de energa, el resalto hidrulico tiene muchos otros usos prcticos, entre los cuales se pueden mencionar los siguientes:a) Prevencin o confinamiento de la socavacin aguas debajo de las estructuras hidrulicas donde es necesario disipar energa.b) Mezclado eficiente de fluidos o de sustancias qumicas usadas en la purificacin de aguas, debido a la naturaleza fuertemente turbulenta del fenmeno.c) Incremento del caudal descargado por una compuerta deslizante al rechazar el retroceso del agua contra la compuerta. Esto aumenta la carga efectiva y con ella el caudal.d) La recuperacin de carga aguas debajo de un aforador y mantenimiento de un nivel alto del agua en el canal de riego o de distribucin del agua.2.11 Escurrimiento supercrtico o torrencial: Caracterizado por bajo tirante o profundidad (Y1) y alta velocidad (V1) (Nmero de FROUDE F1 = V1/v(g.Y1) > 1).2.12 Escurrimiento subcrtico o tranquilo:Caracterizado por elevado tirante o profundidad (Y2) y baja velocidad (v2) (Nmero de FROUDE F2 = V2/v(g.Y2) < 1).- Los tirantes h1 y h2, anterior y posterior del resalto o salto hidrulico se denominan tirantes conjugados.- La diferencia h2 h1 = hs se denomina altura del resalto o salto hidrulico.La distancia Lr se denomina longitud del resalto hidrulico.- La diferencia H2 H1 = DH es la energa propia del resalto hidrulico.2.13 Canales de riego por su funcin:-Canal de primer orden.- Llamado tambin canal madre o de derivacin y se le traza siempre con pendiente mnima, normalmente es usado por un solo lado ya que por el otro lado da con terrenos altos. -Canal de segundo orden.- Llamados tambin laterales, son aquellos que salen del canal madre y el caudal que ingresa a ellos, es repartido hacia los sublaterales, el rea de riego que sirve un lateral se conoce como unidad de riego. -Canal de tercer orden.- Llamados tambin sublaterales y nacen de los canales laterales, el caudal que ingresa a ellos es repartido hacia las propiedades individuales a travs de las tomas del solar, el rea de riego que sirve un sublateral se conoce como unidad de rotacin.